קרקעית האוקיינוסים קרובה אלינו הרבה יותר מהחלל החיצון, אך כשאנו מבקשים להגיע אליה ולחקור אותה, המשימה לא הרבה יותר פשוטה. רק במאה העשרים החלו בני האדם למפות את קרקעית האוקיינוס, הודות להמצאת הסונאר. המכשיר, שמבוסס על עיקרון דומה לזה של המכ”ם, שולח גלי קול ומודד כמה זמן דרוש להם לחזור מהקרקעית. כך הצליחו מדענים לחשב את עומק הימים והאוקיינוסים וליצור מפות טופוגרפיות תת-ימיות, שמכונות מפות בָּתימטריה.
(סרטון שצולם מהצוללת, ומראה את קרקעית הים לפני ואחרי ההתפרצות)
אחת התגליות המרתקות שעלו מהמפות הללו הייתה קיומם של רכסי הרים עצומים בלב האוקיינוסים, שזכו לשם רכסים מרכז-אוקייניים. כיום אנו יודעים שהרכסים הללו שוכנים לאורך הגבולות הפעילים בין שני לוחות טקטוניים שמתרחקים זה מזה. לתוך הפער שנוצר פורצת מאגמה לוהטת מבטן האדמה, מתקשה שם ויוצרת רכסי הרים תת-ימיים. התהליך המתמשך הזה מרחיב בהדרגה את שטח קרקעית האוקיינוס. אוקיינוסים ותיקים, כמו האוקיינוס השקט, הם מפותחים ורחבים. לעומת זאת ים סוף הוא גוף ימי צעיר הרבה יותר, שהחל להיפתח לפני זמן לא רב במונחים גיאולוגיים ולהרחיק את הלוח הערבי מהלוח האפריקני.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
בדרך לחיסון ישראלי נגד מחלת הדֶּבֶר
אופנה של שימפנזים
לחשוב מהר, לחשוב לאט
אף שמדובר בתהליכים איטיים שמתרחשים לאורך מיליוני שנים, לעיתים מתאפשר מבט נדיר אל הרגע שבו הם קורים ממש. כעת, לראשונה, תיעדו חוקרים התפרצות געשית בלב הרכס המרכז-אוקייני של האוקיינוס השקט – תצפית נדירה על התהליך שמעצב את קרקעית האוקיינוסים.
מחקר בתנאים קיצוניים
בעקבות גילוי הרכסים המרכז-אוקייניים, החלו חוקרים להתחקות אחר המבנים הללו בניסיון להבין איך הם נוצרים, ממה הם מורכבים ואיזה מערכות ביולוגיות פועלות סביבם. הבעיה היא שהתנאים הקיצוניים השוררים במעמקי האוקיינוס מקשים מאוד לתעד באופן ישיר את המתרחש באזורים האלה. הלחץ האדיר, הטמפרטורה הנמוכה והחושך המוחלט מציבים אתגר משמעותי לכל מי שמנסה לתעד התפרצויות מאגמה תת-ימיות.
3 צפייה בגלריה
קרקעית הים באתר טיקה, לפני ההתפרצות
(צילום: Andrew Wozniak, University of Delaware; HOV Alvin Team; Funder: NSF)
3 צפייה בגלריה
קרקעית הים באתר טיקה, אחרי ההתפרצות
(צילום: Andrew Wozniak, University of Delaware; HOV Alvin Team; Funder: NSF)
בשנים האחרונות נכנסו לשימוש צוללות מאוישות משוכללות שמסוגלות לצלול לעומק של עד שישה קילומטרים ולשהות שם שעות ארוכות. לשם השוואה, רוב הצוללות המאוישות מגיעות לעומק של כמה מאות מטרים לכל היותר. כך הצליחו חוקרים לתעד בזמן אמת התפרצות געשית תת-ימית באתר טיקה, שנמצא על הרכס המזרח-פסיפי, המשתרע לרוחב האוקיינוס השקט בין מפרץ קליפורניה לניו זילנד.
התיעוד נעשה בעזרת הצוללת המאוישת אלווין, בעת שפעלה במרחק של כאלפיים קילומטרים ממערב לקוסטה ריקה ובעומק של שני קילומטר וחצי. נוסף על התיעוד המצולם הצליח הצוות להפיק מדידות חיות בזמן אמת מלב ההתרחשות הגעשית.
התפרצות צפויה מראש
ההתפרצות התת-ימית התרחשה בתוך חלון זמן שהחוקרים צפו מראש. במשך שנים נאספו באזור טיקה מדידות שהעידו על שינויים הדרגתיים בהרכב הכימי ובטמפרטורה, אשר משקפים פעילות געשית הולכת וגוברת מתחת לפני הקרקע. הצטברות של מדידות חריגות שכנעה את החוקרים שההתפרצות קרבה ובאה.
האתר נחקר כבר זמן רב. במשך השנים נצפו בו מושבות שוקקות חיים: תולעים צינוריות ענקיות, צדפות, סרטנים ודגים החיים ליד נביעות של מי תהום שהטמפרטורה שלהם עשויה להגיע ל-400 מעלות צלזיוס, אך בגלל הלחץ הגבוה במעמקים הם נשארים נוזליים ואינם מתאדים. צוות הצוללת תיעד אף הוא את המושבות האלו ביום הצלילה הראשון.
3 צפייה בגלריה
בשנים האחרונות נכנסו לשימוש צוללות מאוישות משוכללות שמסוגלות לצלול לעומק של עד שישה קילומטרים ולשהות שם שעות ארוכות. הצוללת אלווין, ששימשה במחקר זה
(צילום: ויקימדיה, NOAA)
למחרת הבחינו החוקרים כבר בשלב די מוקדם של הצלילה שיש במים חלקיקים בלתי רגילים, ושהטמפרטורה שלהם גבוהה מהרגיל. בקרבת הקרקעית הם הפנו את אורות הצוללת אל המקום שבו תיעדו יום קודם לכן אתר שוקק חיים, והפעם הוא היה שומם ונטוש. השריד היחיד שנותר משלל היצורים ששכנו בו היה מושבות של תולעים צינוריות מתות שכוסו במאגמה שהתקשתה.
מפעם לפעם קטעה את תחושת הריקנות התפרצות של מאגמה מותכת, שהתקשתה במהירות במגע עם המים. “ראינו להבה כתומה מאירה מהסדקים, והבנו שהתרחשה התפרצות והיא עודנה נמשכת”, תיארה הגיאוכימאית קייטלין בירדשיר (Beardshear) מאוניברסיטת דלאוור, החברה בצוות הצוללת, לאתר החדשות של האוניברסיטה. החוקרים התקרבו אל הלוע הפעיל, תיעדו את מגע המאגמה במים, אספו דגימות בעזרת זרועות רובוטיות, וניטרו את הטמפרטורה ואת ההרכב הכימי של המים בסביבת ההתפרצות.
המדענים הסבירו כי זו הייתה הזדמנות נדירה לחקור את השפעות ההתפרצות הגעשית על הסביבה התת-ימית, ואת והמערכת האקולוגית שנוצרת בקרבתה. עם זאת, כעבור זמן מה בסביבה הלוהטת נאלצו החוקרים לנטוש את המקום ולעלות אל פני האוקיינוס מוקדם מהמתוכנן, מחשש להתחממות יתר של הצוללת.
מעבר לתיעוד החשוב ולמדידות שערכו החוקרים, התצפית העניקה למדענים אישור נדיר וחשוב גם ליכולתם לחזות התפרצויות געשיות בקרקעית הים. זוהי פריצת דרך של ממש בהבנת תהליכים גיאולוגיים עמוקים.
שקד אנגלברג, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
